PL181130B1

PL181130B1 - Sposób wytwarzania elastycznego podłoża z pełnotonowymi elementami graficznymi

Info

Publication number: PL181130B1
Application number: PL95321785A
Authority: PL
Inventors: Robert J. Schleinz; Daniel J. Conrad; Joseph S. Kucherovsky
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 2001-05-31
Also published as: RU2135365C1; US5612118A; KR100364483B1; ES2144158T3; EP0799132A1; CN1175229A; CR5241A; JPH10510774A; AR000512A1; EP0799132B1; BR9510522A; HUT77846A; AU4516696A; CZ192897A3; DE69516177D1; CZ293352B6; DE69516177T2; WO1996019351A1; SK79097A3; US6231715B1

Abstract

1. Sposób wytwarzania elastycznego podloza z pelnotonowymi elementami graficznymi, polega- jacy na drukowaniu elementów graficznych na wierzchniej powierzchni elastycznego podloza za- wierajacego nieelastyczna zewnetrzna warstwe podkladowa i warstwe elastyczna, znamienny tym, ze elementy graficzne drukuje sie na przemieszcza- nej ciaglej nieelastycznej zewnetrznej warstwie podkladowej (50) poprzez nakladanie farby drukar- skiej na cala powierzchnie elementu graficznego w ilosci dobranej do wytworzenia na niej póltono- wych elementów graficznych (64, 94, 100), a na- stepnie, po zadrukowaniu zewnetrznej warstwy podkladowej (50) tymi póltonowymi elementami graficznymi marszczy sie zewnetrzna warstwe pod- kladowa (50) z póltonowymi elementami graficz- nymi (64, 94, 100), poprzez laczenie warstwy pod- kladowej (50) z warstwa elastyczna (52) elastyczne- go podloza (48), przy czym kurczy sie póltonowe elementy graficzne (64, 94, 100) do pelnotonowych elementów graficznych (68, 96). FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elastycznego podłoża z pełnotonowymi elementami graficznymi, takiego jak na przykład na warstwy pokryciowe wyrobów higieny osobistej.

Znany jest sposób wytwarzania zadrukowanego podłoża na materiałach włóknistych i włókninowych oraz foliach. Drukowanie na tkaninach farbami i barwnikami jest techniką powszechnie znaną i szeroko stosowaną w celu nanoszenia na materiał podkładowy wzorów i bares. Na wielu obecnych wyrobach higieny osobistej, takich jak pieluchy, spodenki sportowe, znajdują się na pewnych ich częściach nadrukowane wzory poprawiające ich estetykę. Te zadrukowane części nie są na ogół elastyczne, dzięki czemu można je nanosić prostą i typową techniką drukowania. Pojawiają się jednak pewne problemy z wytwarzaniem drukowanych wyrobów, kiedy podłoże, albo jego część, na której ma być nadruk, są elastyczne, albo mają być uelastycznione po drukowaniu.

Jeden z problemów pojawia się w razie konieczności nadrukowania na elastycznym podłożu wzoru o wysokiej rozdzielczości. W takim przypadku na ogół rozciąga się całkowicie elastyczne podłoże dla umożliwienia farbie drukarskiej całkowitego pokrycia pola ze wzorem. Jest to konieczne ze względu na eliminację niezadrukowanych obszarów powstających podczas drukowania na elastycznym podłożu, które nie jest naprężone. Takie niezadrukowane, puste obszary powstają ze względu na to, że obniżone części odprężonego, skurczonego elastycznego podłoża, albo inaczej doliny, nie stykają się bezpośrednio

181 130 i całkowicie z urządzeniem drukującym. W rezultacie obniżone części, albo doliny, nie są całkowicie zadrukowane, o ile w ogóle są.

Niestety, w wielu przypadkach drukowanie na wydłużanych, elastycznych podłożach okazuje się bardzo kosztowne. Wynika to z konieczności stosowania w pewnych procesach drukowania materiałów nośnych zapobiegających przebijaniu farby drukarskiej przez wydłużony, a zatem cieńszy, elastyczny materiał podłoża. Materiały nośne zwiększają koszty ze względu na konieczność ich wymiany wskutek zużycia.

Innym problemem jest niemożliwość utrzymania stałego naprężenia elastycznego podłoża przemieszczanego stale z dużą prędkością. Wysokie prędkości, oraz manewrowanie elastycznym podłożem przy takich wysokich prędkościach powodują wahania naprężenia podłoża, w wyniku czego powstają wzory o rozmytych konturach, nieostre i/lub o niewłaściwych wymiarach.

Jeszcze inny problem w drukowaniu na elastycznych podłożach pojawia się w przypadku podłoża, które jest elastyczne w kierunku poprzecznym, to jest w kierunku poprzecznym do kierunku swojego ciągłego przesuwu. Przyczyną tego problemu jest niemożliwość rozciągnięcia lub wydłużenia elastycznego podłoża w kierunku poprzecznym podczas ciągłego procesu drukowania.

Dodatkowy problem pojawia się kiedy podłoże, na którym ma być nadruk, jest materiałem o niskiej gramaturze. Nieodłączną cechą podłoży o niskiej gramaturze jest obecność w nich dużej liczby małych pustych przestrzeni albo mniejszej liczby dużych pustych przestrzeni, więc każda nanoszona na nie farba drukarska może przez nie przenikać na wylot, to jest na wskroś.

Problem z farbami przenikającymi na wskroś polega na tym, że gromadzą się one na urządzeniu drukującym. Nagromadzona na urządzeniu drukującym farba drukarska pogarsza jakość nadruku na podłożu, przenika na spodnią powierzchnię podłoża oraz obniża sprawność drukowania ze względu na konieczność wyłączania maszyny w celu jej usunięcia.

Problem ten staje się jeszcze bardziej dotkliwy w przypadku drukowania z bardzo dużymi prędkościami, ponieważ tempo gromadzenia farby jest jeszcze większe, co wydłuża czas, na jaki trzeba wyłączać maszynę w celu usunięcia nagromadzonej farby. Skutkiem wydłużenia czasów wyłączenia maszyny jest wzrost ilości odpadów materiału i farb podczas rozruchu maszyny.

Do innych takich problemów należą wadliwa synchronizacja obrazów, zmienne natężenie barwy, zmiana kształtu drukowanego wzoru lub podobne. Innym problemem związanym z drukowaniem na skurczonym elastycznym materiale kompozytowym jest konieczność zachowania stałego naprężenia tego materiału podczas jego ciągłego ruchu z wysokimi prędkościami w urządzeniu drukującym. Utrzymanie stałego naprężenia elastycznego materiału kompozytowego biegnącego z dużą prędkością jest bardzo trudne, a jego skutkiem mogą być zmienne naprężenia materiału podczas jego biegu w urządzeniu drukującym, a w rezultacie nieostra rozmazana grafika i/lub nieprawidłowe wymiary.

Sposób wytwarzania elastycznego podłoża z pełnotonowymi elementami graficznymi, według wynalazku polegający na drukowaniu elementów graficznych na wierzchniej powierzchni elastycznego podłoża zawierającego nieelastyczną zewnętrzną warstwę podkładową i warstwę elastyczną, charakteryzuje się tym, że elementy graficzne drukuje się na przemieszczanej ciągłej nieelastycznej zewnętrznej warstwie podkładowej poprzez nakładanie farby drukarskiej na całą powierzchnię elementu graficznego w ilości dobranej do wytworzenia na niej półtonowych elementów graficznych, a następnie, po zadrukowaniu zewnętrznej warstwy podkładowej tymi półtonowymi elementami graficznymi marszczy się zewnętrzną warstwę podkładową z półtonowymi elementami graficznymi, poprzez łączenie warstwy podkładowej z warstwą elastyczną elastycznego podłoża, przy czym kurczy się półtonowe elementy graficzne, do pełnotonowych elementów graficznych.

Jako elastyczną warstwę stosuje się arkusz materiału elastycznego lub wiele nitek materiału elastycznego.

Drukuje się półtonowe elementy graficzne za pomocą techniki fleksograficznej lub rotograwiurowej lub techniki strumieniowej.

181 130

Stosuje się zewnętrzną warstwę podkładową o gramaturze co najwyżej równej 20 gramów na metr kwadratowy.

Wskutek zastosowania sposobu według wynalazku, eliminuje się nieostrą grafikę z odbiciami wynikającymi z drukowania na elastycznych materiałach kompozytowych. Wynika to z tego, że farba drukarska jest osadzana na gładkiej zewnętrznej warstwie podkładowej i dlatego jest ona równomierna w całym obszarze elementu graficznego. W ten sposób wynalazek zapewnia wysoką rozdzielczość i/lub wysoką ostrość grafiki dzięki eliminacji niezadrukowanych lub częściowo zadrukowanych pustych obszarów, takich jak obniżone obszary. Ponadto, dzięki mniejszemu zużyciu farby drukarskiej w procesie drukowania grafiki półtonowej wynalazek w znaczący sposób zmniejsza przenikanie farby drukarskiej na wskroś, zwłaszcza przez podłoża o małej gramaturze, eliminując w ten sposób gromadzenie się farby drukarskiej na urządzeniu drukującym.

Sposób według wynalazku umożliwia drukowanie na stale przemieszczanej zewnętrznej warstwie podkładowej wydłużonych półtonowych elementów graficznych. Zadrukowaną, gładką, zewnętrzną warstwę podkładową łączy się do elastycznego podłoża tworząc materiał kompozytowy, w wyniku czego z półtonowych elementów graficznych powstają odpowiednie pełnotonowe elementy graficzne. Sposób według wynalazku eliminuje problem przenikania farby na wskroś dzięki temu, że stosuje się w nim mniejszą ilość farby drukarskiej do drukowania półtonowych elementów graficznych. Ponadto zmniejsza się gromadzenie farby na urządzeniu drukującym, z równoczesnym zapewnieniem wyraźnych, żywych elementów graficznych wynikających z drukowania grafiki półtonowej, którą następnie kurczy się do grafiki pełnotonowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jeden z wyrobów wykonanych sposobem według wynalazku, w rzucie perspektywicznym; fig. 2 - fragment materiału kompozytowego elastycznego podłoża w stanie wydłużonym, w przekroju poprzecznym; fig. 3 - fragment materiału kompozytowego elastycznego podłoża z fig. 2 w stanie rozluźnionym, skurczonym; fig. 4 - podłoże z elementami graficznymi naniesionymi na nie techniką według wynalazku; fig. 5 - podłoże z fig. 4 w stanie skurczonym; fig. 6 - inne podłoże z elementami graficznymi naniesionymi na nie sposobem według wynalazku; fig. 7 - podłoże z fig. 6 w stanie wydłużonym; fig. 8 jeszcze inne podłoże z elementami graficznymi naniesionymi na nie sposobem według wynalazku; fig. 9 - podłoże z fig. 8 w stanie wydłużonym; fig. 10 - podłoże z fig. 9 w stanie skurczonym.

Wynalazek zapewnia sposób wytwarzania podłoża drukowanego wydłużoną techniką półtonową, który można zastosować do różnych typów wyrobów, takich jak wyroby higieny osobistej, ale nie wyłącznie. Do takich typów wyrobów higieny osobistej należą, ale nie wyłącznie, pieluchy, wyroby higieny osobistej kobiet, wkładki dla osób dorosłych nie panujących nad wydalaniem, spodenki higieniczne, na których pożądane jest umieszczanie mniej lub bardziej widocznych elementów graficznych, jedno lub wielobarwnych, nanoszonych techniką drukowania. Przykładowo, jeżeli chodzi o spodenki higieniczne, pożądane jest nadanie im możliwie atrakcyjnego i zabawnego dla dzieci wyglądu w celu zachęcenia ich do noszenia takich rzeczy, począwszy od pieluch do spodenek higienicznych, co stanowi jeden z elementów procesu szkolenia w nawykach toaletowych.

Jednym ze sposobów nadania takim wyrobom, na przykład spodenkom higienicznym, bardziej atrakcyjnego wyglądu, jest drukowanie na nich elementów graficznych w jaskrawych kolorach, na przykład na widocznych powierzchniach zewnętrznych.

Na figurze 1 pokazano spodenki higieniczne 20 z częścią przednią 22, częścią tylną 24, częścią krokową 26 i parą części bocznych 28. W każdej z części bocznych 28 znajduje się szew 30, który może być wykonany w dowolny sposób, na przykład techniką zgrzewania ultradźwiękowego, termozgrzewania, klejenia łub podobną. W spodenkach higienicznych 20 znajduje się otwór 32 na talię oraz para otworów 34 na nogi. Dla zapewnienia elastyczności wokół otworu 32 na talię, w otworze tym wprowadza się w dowolny sposób w spodenki higieniczne 20 elastyczny pasek taliowy 36. Podobnie, w każdy otwór 34 na nogi w spodenkach higienicznych 20 wprowadza się elastyczne opaski 38 zapewniające

181 130 w tym miejscu elastyczność. Termin „elastyczność” odnosi się do materiału lub elastycznego materiału kompozytowego wykazującego skłonność do odzyskiwania swoich początkowych wymiarów i kształtu po usunięciu siły powodującej odkształcenie, i wyraża się ją w procentach.

W skład spodenek higienicznych 20 wchodzi ponadto przepuszczalna dla cieczy wkładka 40, element chłonny (nie pokazany) w części kroczowej 26 oraz zewnętrzna warstwa pokryciowa 42. Zewnętrzna warstwa pokryciowa 42 korzystnie jest nieprzepuszczalna dla płynów, oraz ma powierzchnię zewnętrzną 44 z nadrukowanymi na niej wieloma elementami graficznymi 46. Elementami graficznymi są na przykład desenie, obrazy, znaki, rysunki, kody, słowa, wzory lub podobne. W przypadku takich wyrobów jak spodenki higieniczne 20, elementami graficznymi 46 mogą na ogół być rzeczy będące obiektem zainteresowania małych chłopców i dziewczynek, takie jak wielobarwne samochody, samoloty, kule, lalki, łuki lub podobne. Spodenki higieniczne są wytwarzane dowolnym znanym w stanie techniki sposobem.

Na ogół pożądane jest, żeby spodenki higieniczne 20 również miały pewną elastyczność, ale inną niż elastyczny pasek taliowy 36 i elastyczne paski nożne 38. Przykładowo, zarówno wkładka 40 jaki i zewnętrzna warstwa pokryciowa 42 korzystnie są wykonane z materiałów elastycznych zapewniających elastyczność całej głównej części spodenek higienicznych 20. W tym konkretnym przykładzie wykonania spodenek higienicznych 20, wkładka 40 jest wykonana z odpowiedniego, przepuszczalnego dla płynów, materiału elastycznego, a zewnętrzna warstwa pokryciowa 42 jest wykonana z trzywarstwowego elastycznego podłoża 48 z materiału kompozytowego. Elastyczne podłoże 48 z materiału kompozytowego stanowi materiał wielowarstwowy z co najmniej jedną warstwą podkładową (na fig. 2 zewnętrzna warstwa podkładowa 50 i wewnętrzna warstwa podkładowa 54) połączoną z co najmniej jedną kurczącą się warstwą elastyczną 52 w co najmniej dwóch miejscach, pomiędzy którymi warstwy podkładowe 50, 54 są zmarszczone. Materiał elastycznego podłoża 48 korzystnie jest wydłużalny do takiego stanu, przy którym zmarszczone warstwy podkładowe 50, 54, na odcinku pomiędzy miejscami spojenia, mogą być płaskie. Warstwy podkładowe zewnętrzna 50 i wewnętrzna 54 są wykonane, ale nie wyłącznie, ze wstęgi tkaninowej lub włókninowej, porowatej folii, folii przepuszczalnej dla farb drukarskich, papieru, struktury kompozytowej lub podobne.

Na figurach 2-3 przedstawiono zewnętrzną warstwę pokryciową 42 spodenek higienicznych 20 z fig. 1, którą stanowi elastyczne podłoże 48 według wynalazku, złożone z dwóch zmarszczonych warstw podkładowych zewnętrznej 50 i wewnętrznej 54. Zewnętrzna warstwa podkładowa 50 jest przeznaczona do sytuowania jest zewnętrzna powierzchnia warstwy pokryciowej 42 spodenek higienicznych 10, a wewnętrzna warstwa podkładowa 54 jest sytuowana od strony wewnętrznej spodenek higienicznych 10. Pomiędzy warstwami podkładowymi zewnętrzną 50 i wewnętrzną 54 jest umieszczona warstwa elastyczna 52. Pokazane na fig. 2 elastyczne podłoże 48 jest materiałem kompozytowym elastycznym, któremu nadano pewną elastyczność poprzez odpowiednie łączenie z nimi elastycznego materiału, warstwy lub podłoża. Na fig. 2 uelastycznione podłoże znajduje się w stanie wydłużonym, natomiast na fig. 3 jest ono w stanie luźnym, skurczonym. Zewnętrzna warstwa podkładowa 50 i wewnętrzna warstwa podkładowa 54 elastycznego podłoża 48 (fig. 2) jest z materiału dającego się marszczyć. Zewnętrzna warstwa podkładowa 50 stanowi powierzchnię zewnętrzną 44 (fig. 1) spodenek higienicznych 20, i ma przeznaczoną do drukowania zewnętrzną powierzchnię stanowiącą wierzchnią powierzchnię 56 elastycznego podłoża oraz leżącą naprzeciwko niej przeciwległą powierzchnię spodnią 58 (fig. 3). Warstwę elastyczną 52 korzystnie wytwarza się z dowolnego nadającego się do tego celu materiału elastycznego, przy czym korzystnie kształtuje się ją z płaskiego kawałka materiału lub warstwy materiału elastycznego, albo licznych nitek, linek lub podobnych, wykonanych z materiału elastycznego.

Na figurze 3 pokazano elastyczne podłoże 48 w stanie luźnym, skurczonym. W tym stanie, na obu zmarszczonych warstwach podkładowych zewnętrznej 50 i wewnętrznej 54 powstają obszary wybrzuszone 60 oraz obszary obniżone 62. Jak już wspomniano wcześniej, elastyczne podłoże 48 tego typu wytwarza się spajając rozciągnięty materiał warstwy elastycznej 52 z dostosowanym do marszczenia materiałem warstw podkładowych zewnętrznej 50

181 130 i wewnętrznej 54, a następnie umożliwia się obu materiałom skurcz. Na fig. 3 dające się marszczyć warstwy podkładowe zewnętrzna 50 i wewnętrzna 54 są odpowiednio połączone lub spojone z rozciągliwą lub wydłużalną warstwą elastyczną 52 w miejscach odpowiadających obniżonym obszarom 62. W związku z tym, elastyczne podłoże 48 można wykonać jako zewnętrzną warstwę pokryciową 42 na etapie procesu produkcji spodenek higienicznych 20.

Skutkiem uelastycznienia warstw podkładowych zewnętrznej 50 i wewnętrznej 54 jest nadanie elastycznemu podłożu 48, na obu jego powierzchniach, tekstury przypominającej odzież. Po odprężeniu elastycznego podłoża 48 (fig. 2) warstwy podkładowe zewnętrzna 50 i wewnętrzna 54 kurczą się, w wyniku czego powstają obszary wybrzuszone 60 i obszary obniżone 62 (fig. 3).

Sposób według wynalazku wytwarzania elastycznego podłoża z pełnotonowymi elementami graficznymi polega na tym, że drukuje się elementy graficzne na wierzchniej powierzchni 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 i elastycznego podłoża 48 znajdującej się w stanie odprężonym, nie zmarszczonym, przed połączeniem zewnętrznej warstwy podkładowej 50 z warstwą elastyczną 52. Elementy graficzne drukuje się za pomocą farby drukarskiej, której ilość dobiera się do wytworzenia półtonowych elementów graficznych na wierzchniej powierzchni 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50.

Ponieważ drukuje się elementy graficzne na odprężonej, nie zmarszczonej zewnętrznej warstwie podkładowej 50 więc nie ma na niej obszarów wybrzuszonych 60 ani obszarów obniżonych 62 identycznych z obszarami, na podłożu elastycznym 48, których skutkiem jest grafika nieostra lub z odbiciami.

Obecnie, jeżeli element graficzny 46 (fig. 1) nadrukowany na wierzchniej powierzchni 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 ma właściwe wymiary, po umieszczeniu na skurczonej zmarszczonej zewnętrznej warstwie podkładowej 50 podczas wytwarzania uelastycznionego podłoża 48, zostanie ona zmarszczona lub odkształcona zarówno pod względem kształtów jak i wymiarów.

W sposobie według wynalazku elementy graficzne nanosi się w stanie wydłużonym i/lub skurczonym w stosunku do pożądanych elementów graficznych ostatecznych na gotowym wyrobie.

W niniejszym opisie termin „wydłużony” odnosi się do materiału, którego długość została zmieniona w wyniku rozciągnięcia lub podobnej czynności, i wyraża się ją w jednostkach długości. Termin „wydłużony” odnosi się do materiału, który został wydłużony. Termin „wydłużenie” odnosi się do stosunku długości materiału, o którą został materiał wydłużony, do początkowej długości materiału przed jego wydłużeniem, i wyraża się go w procentach według następującej zależności:

(długość po wydłużeniu - długość początkowa) x 100% długość początkowa

Termin „wydłużać” i „wydłużony” są również używane w opisie w odniesieniu do elementu graficznego 46, i oznaczają, że element graficzny 46 jest nanoszony albo że farba drukarska jest osadzana, w stanie wydłużonym w porównaniu z pożądanym końcowym elementem graficznym w gotowym wyrobie. Dokonuje się tego za pomocą, na przykład, cylindrów drukarskich z deseniowymi powierzchniami drukującymi wydłużonymi w porównaniu z pożądaną grafiką końcową.

Dzięki drukowaniu elementów graficznych tylko na dającej się marszczyć zewnętrznej warstwie podkładowej 50 według wynalazku nie trzeba zachowywać warunku utrzymania stałego naprężenia elastycznego materiału kompozytowego, na którym się drukuje. Zewnętrzna warstwa podkładowa 50 nie jest na ogół elastyczna, więc nie powstaje grafika stosunkowo nieostra lub nieprawidłowa pod względem wymiarów.

W sposobie według wynalazku elementy graficzne wykonuje się na wierzchniej powierzchni 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 jako półtonowe elementy graficzne, wydłużone względem końcowych elementów graficznych na elastycznym podłożu 48. Elementy graficzne 46 drukuje się jako półtonowe przy użyciu mniejszej ilości farby drukarskiej niż

181 130 jest potrzebna do naniesienia elementów graficznych pełnotonowych. Po zadrukowaniu wierzchniej powierzchni 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50, łączy się zadrukowaną zewnętrzną warstwę podkładową 50 z warstwą elastyczną 52 tworząc elastyczne podłoże 48 mające postać elastycznego materiału kompozytowego. Skurcz zewnętrznej warstwy podkładowej 50 powoduje skurczenie wydłużonego, półtonowego elementu graficznego 46, w wyniku czego uzyskuje się wrażenie wzrokowe grafiki pełnotonowej. Termin „grafika pełnotonowa” odnosi się do grafiki naniesionej za pomocą takiej ilości farby drukarskiej, że uzyskuje się odpowiednią ostrość, rozdzielczość, ton, nasycenie barwy lub podobne.

Na figurze 4 pokazano dającą się marszczyć zewnętrzną warstwę podkładową 50 w kształcie zbliżonym do prostokąta z nadrukowanym na nim półtonowym elementem graficznym 64.

Podczas drukowania, przez urządzenie drukujące przesuwa się ciągłą wstęgę zewnętrznej warstwy podkładowej 50, na którą nanosi się półtonowy element graficzny 64 za pomocą grafiki półtonowej. Na fig. 4 pokazano tylko jeden półtonowy element graficzny 64, ale według wynalazku można drukować wiele półtonowych elementów graficznych 64 o różnorodnych wymiarach i kształtach. Jak widać na fig. 4, zewnętrzną warstwę podkładową 50 przemieszcza się w kierunku maszynowym pokazanym strzałką 66. Termin „kierunek maszynowy” odnosi się do kierunku biegu w maszynie drukującej poruszającego się ruchem ciągłym zewnętrznej warstwy podkładowej 50 i w niniejszym przykładzie wykonania jest to również kierunek, w jakim jest kurczona zewnętrzna warstwa podkładowa 50 po połączeniu jej, jak opisano dalej, z elastyczną warstwą 52 w celu utworzenia elastycznego podłoża z materiału kompozytowego. Po dołączeniu elastycznej warstwy 52 (fig. 2) i wewnętrznej warstwy podkładowej 54 do zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w celu utworzenia elastycznego podłoża 48, doprowadza się do skurczu elastycznej warstwy 52, co powoduje skurcz warstw podkładowych zewnętrznej 50 i wewnętrznej 54, co widać na fig. 3. Rzut główny albo rzut z góry elastycznego podłoża z nadrukiem pokazano na fig. 4 i na fig. 5, przy cz.ym wierzchnia powierzchnia 56 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 jest zwrócona ku patrzącemu. Jak widać na fig. 5, nadrukowany pierwotnie półtonowy element graficzny 64 skurczył się, w wyniku czego powstało wrażenie wzrokowe pełnotonowego elementu graficznego 68. Ponieważ widoczny na fig. 4 półtonowy element graficzny 64 został skurczony, więc jego w przybliżeniu prostokątny kształt widoczny na fig. 4 przybrał wymaganą postać zbliżoną do kwadratu widocznego na fig. 5.

Zatem skurcz zewnętrznej warstwy podkładowej 50 powoduje zmianę postaci geometrycznej nadrukowanego pierwotnie półtonowego elementu graficznego 64 i również zapewnia odpowiednie nasycenie koloru, tonu, rozdzielczości, ostrości i podobnych parametrów. Na zewnętrznej warstwie podkładowej 50 z fig. 4 zadrukowanej w stanie luźnym i nie skurczonym, pojawia się po skurczeniu wiele obszarów wybrzuszonych 60 (fig. 3) i obszarów obniżonych 62. W odróżnieniu od opisanego wcześniej sposobu drukowania na elastycznym podłożu 48, w wyniku którego powstają obniżone obszary 62 z bardzo niewielkimi ilościami naniesionej farby drukarskiej, a nawet bez niej, wynalazek umożliwia bezpośrednie drukowanie na częściach zewnętrznej warstwy podkładowej 50, które staną się, po skurczeniu, obszarami obniżonymi 62. Zatem, jak widać na fig. 3, farba drukarska jest nanoszona bezpośrednio zarówno na obszary wybrzuszone 60 jak i na obszary obniżone 62, co w zasadzie eliminuje niezadrukowane puste obszary, jakie występowały we wcześniej opisanym procesie drukowania.

Drukowanie wydłużonych półtonowych elementów graficznych 64 za pomocą grafiki półtonowej w opisany powyżej sposób wymaga na ogół znajomości ostatecznej geometrii wymaganej grafiki końcowej. Znając tę geometrię można obliczyć wymiary półtonowego elementu graficznego 64. W początkowym stanie nie skurczonym (fig. 4), zewnętrzna warstwa podkładowa 50 ma początkową długość 70 a w stanie skurczonym ma końcową długość 72 (fig. 5). Końcowa długość 72 w stanie skurczonym zależy od stopnia elastyczności, jaki ma mieć elastyczne podłoże 48 (fig. 3). Z tej znanej, albo pożądanej, elastyczności można określić końcową długość 72 w stanie skurczonym. Znane są również wymiary pożądanego pełnotonowego elementu graficznego 68 w wyrobie końcowym, na przykład w spodenkach higie8

181 130 nicznych 20. Na fig. 5 pokazano pełnotonowy element graficzny 68 o końcowej szerokości 74 oraz końcowej długości 76. Nieznanym wskaźnikiem, który trzeba wyznaczyć, jest początkowa długość 78 drukowanego półtonowego elementu graficznego 64 na fig. 4. Po wyznaczeniu początkowej długości 78 drukowanego półtonowego elementu graficznego 64, można następnie nadrukować na zewnętrzną warstwę podkładową 50 wydłużony półtonowy element graficzny 64. Początkową długość 78 drukowanego półtonowego elementu graficznego 64 wyznacza się z następującej zależności:

b1=(X/Y)(b) gdzie:

X - początkowa długość 70 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w stanie nie skurczonym,

Y - końcowa długość 72 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w stanie skurczonym b - długość 76 pełnotonowego elementu graficznego 68, bi - długość 78 półtonowego elementu graficznego 64.

Pokazana na fig. 4 i 5 zewnętrzna warstwa podkładowa 50 kurczy się tylko w kierunku maszynowym 66, więc nie ma potrzeby regulowania szerokości 74 drukowanego elementu graficznego 64, to jest szerokość 74 pozostaje w zasadzie taka sama niezależnie od kurczenia lub wydłużania się zewnętrznej warstwy podkładowej 50.

Po wyznaczeniu długości 78 półtonowego elementu graficznego 64 oraz zaprojektowaniu i dostarczeniu urządzenia drukującego do drukowania odpowiedniego, wydłużonego elementu graficznego 64, korzystnie drukuje się w sposób ciągły na ciągłej zewnętrznej warstwie podkładowej 50 wiele takich samych lub różnych rodzajów wydłużonych, półtonowych elementów graficznych 64. Następnie w kawałki zewnętrznej warstwy podkładowej 50 wprowadza się elastyczną warstwę 52 (fig. 2 i 3) o znanej elastyczności, oraz dającą się marszczyć wewnętrzną warstwę podkładową 54, tworząc zadrukowane, elastyczne podłoże 48 o pożądanej elastyczności i, w stanie luźnym, skurczonym, z grafiką o odpowiedniej barwie.

Długość 78 drukowanego półtonowego elementu graficznego 64 można wyznaczyć również z następującej zależności:

(pożądana elastyczność)

- +1

100

We wzorze tym dostępną albo pożądaną elastyczność końcowego elastycznego podłoża, którym w jednym z przykładów może być zewnętrzna warstwa pokryciowa 42 (fig. 1) spodenek higienicznych 20, dzieli się przez 100, po czym dodaje się jeden, w wyniku czego otrzymuje się współczynnik przeliczeniowy potrzebny do wyznaczenia długości 78 nadrukowanego półtonowego elementu graficznego 64. Przykładowo, jeżeli pożądane jest, żeby elastyczność zewnętrznej warstwy pokryciowej 42 wynosiła 200%, to wzór powinien wyglądać następująco:

200/100 + 1 =2

Następnie mnoży się końcową długość 76 pełnotonowego 30 elementu graficznego (fig. 5) przez współczynnik przeliczeniowy równy 2, obliczając w ten sposób długość 78 nadrukowanego półtonowego elementu graficznego 68 (fig. 4).

Opisany powyżej przykład dotyczy prostokąta drukowanego w formie wydłużonego elementu graficznego, ale te same zasady i wzory stosuje się do pozostałych form geometrycznych.

Omawiając wcześniej fig. 2 i 3 opisano dające się marszczyć warstwy podkładowe 50, 54 jako spojone z elastyczną warstwą. 52. Po spojeniu ze sobą tych trzech elementów i po rozluźnieniu elastycznej warstwy 52, warstwy podkładowe 50, 54 marszczą się lub kurczą, tworząc elastyczne podłoże 48. Elastyczne podłoże 48 korzystnie kształtuje się wykorzystując materiał termokurczliwy jako elastyczną warstwę 52, który nie wydłuża się przed spojeniem z warstwami podkładowymi 50, 54. W tym przypadku warstwy podkładowe 50, 54 spaja się z termokurczliwą elastyczną warstwą 52 w jej normalnym, luźnym stanie. Po spojeniu tych elementów ze sobą, termokurczliwą elastyczną warstwę 52 korzystnie poddaje się działaniu ciepła, nadając w ten sposób elastyczność całej warstwie, albo tylko jej wybranym częściom. W podobny sposób stosuje się też inne materiały, którym nadaje się cechy elastyczne lub w których się je wytwarza za pomocą obróbki mechanicznej, chemicznej lub podobnej.

Jak widać na fig. 4 i 5, wytwarza się zadrukowane elastyczne podłoże 48, które jest rozciągliwe tylko w kierunku maszynowym 66 (fig. 4). Istnieją jednak pewne typy wyrobów, na przykład spodenki higieniczne 20 z fig. 1, w których można dążyć do uzyskania elastyczności w kierunku w przybliżeniu poprzecznym 66 do maszynowego, to znaczy kierunku poprzecznego 84, jak pokazano na fig. 4. Drukowanie na zewnętrznej warstwie podkładowej 50 w taki sposób, żeby uzyskać elastyczność w kierunku poprzecznym do maszynowego 84, wymaga stosowania innej techniki drukowania wydłużonych półtonowych elementów graficznych 10. Jak widać na fig. 6 i 7, w jednym wariancie sposobu wytwarza się elastyczne materiały kompozytowe o rozciągliwości w kierunku poprzecznym poprzez wydłużanie warstw podkładowych przed ich spojeniem z luźną warstwą elastomerową. W tym wariancie, warstwą luźną jest warstwa elastyczna, a warstwami rozciągliwymi w kierunku maszynowym 66 (fig. 7) są warstwy podkładowe.

Jak widać na fig. 6 i 7 istnieje różnica w realizacji sposobu drukowania grafiki na warstwie podkładowej do elastycznego podłoża, które ma być rozciągliwe w kierunku poprzecznym, i na podłożu, które ma być rozciągliwe w kierunku maszynowym, jak pokazano na fig. 4 i 5. Widoczna na fig. 6 zewnętrzna warstwa podkładowa jest w stanie luźnym, nie skurczonym. Na fig. 7 widać zewnętrzną warstwę podkładową 50 z nadrukiem, która przed spojeniem z luźną warstwą elastyczną jest wydłużana w kierunku maszynowym 66. Porównując zewnętrzną warstwę podkładową 50 z fig. 6 i 7, można zauważyć, że-zachodzą w niej zmiany dwóch wymiarów, to jest zwiększa się jego długość i zmniejsza szerokość. Zewnętrzna warstwa podkładowa 50 z fig. 6 i 7 zmienia zarówno długość jak i szerokość, więc przed drukowaniem trzeba wyznaczyć dwa współczynniki przeliczeniowe.

Na ogół znana jest elastyczność, jaką powinien mieć gotowy wyrób, takie jak zewnętrzna warstwa pokryciowa 42 spodenek higienicznych 20 z fig. 1, podobnie jak końcowa długość 86 pod wydłużeniu (fig. 7), zewnętrzna warstwa podkładowa 50 oraz końcowa szerokość 88 w stanie skurczonym. Dwoma pozostałymi znanymi parametrami jest długość 76 gotowego pełnotonowego elementu graficznego 96 (fig. 7) oraz szerokość 90 gotowego pełnotonowego elementu graficznego 96. Na podstawie tych znanych parametrów można obliczyć dwa współczynniki przeliczeniowe do drukowania wydłużonego półtonowego elementu graficznego 94 (fig. 6).

Na figurze 6 pokazano półtonowy element graficzny 94 nadrukowany na zewnętrznej warstwie podkładowej 50, w której długość 78 nadrukowanego elementu graficznego 94, a szerokość 98 nadru^kowanego elementu graficznego. Dwa współczynniki przeliczeniowe oblicza się z następujących dwóch zależności:

a, = (C/D) (a) gdzie:

C - początkowa szerokość 92 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w stanie nie skurczonym,

D - ostateczna szerokość 88 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 po skurczeniu, a - ostateczna szerokość 90 pełnotonowego elementu graficznego 96, ai - szerokość 98 nadrukowanego półtonowego elementu 30 graficznego 94.

b, = (X/Y) (b). gdzie:

X - początkowa długość 70 zewnętrznej warstwy 5 podkładowej 50 w stanie nie skurczonym wynosi,

Y - końcowa długość 86 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w stanie wydłużonym, b - ostateczna długość 76 pełnotonowego elementu graficznego 96, bi - długość 78 nadrukowanego półtonowego elementu graficznego 94 grafiki.

181 130

Przy zachowaniu tych warunków na luźnej, nie skurczonej zewnętrznej warstwie podkładowej 50 drukuje się półtonowe elementy graficzne 94. Następnie, przed spojeniem z luźną warstwą elastyczną, na przykład z warstwą elastyczną. 52 z fig. 3, wydłuża się zewnętrzną warstwę podkładową 50 w kierunku maszynowym 66, jak pokazano na fig. 7. Jak widać na fig. 7, po wydłużeniu zewnętrznej warstwy podkładowej 50 półtonowy element graficzny 94 przybiera postać pełnotonowego elementu graficznego 96.

Jak widać na fig. 6 i 7 na poruszającą się ruchem ciągłym zewnętrzną warstwę podkładową 50 w stanie luźnym, nie skurczonym nanosi się wydłużone, półtonowe elementy graficzne 94, używając farby drukarskiej w ilościach dających ostatecznie pożądany efekt w postaci pełnotonowego elementu graficznego 96 (fig. 7). Po naniesieniu nadruku na zewnętrznej warstwie podkładowej 50, wydłuża się ją w kierunku maszynowym 66, w procesie stanowiącym część procesu drukowania, albo w kolejnym procesie obróbki, po czym odpowiednio spaja z luźną warstwą elastyczną 52. Po spojeniu z elastyczną warstwą 52, utrzymuje się zewnętrzną warstwę podkładową 50 w stanie skurczonym za pomocą elastycznej warstwy 52, w wyniku czego powstaje elastyczny materiał o elastyczności w kierunku poprzecznym.

Do tego miejsca opis drukowania na zewnętrznej warstwie podkładowej 50 według fig. 4 i 5 jest zgodny z opisem drukowania na elastycznym materiale kompozytowym, który rozciąga się tylko w kierunku maszynowym 66, natomiast opis zewnętrznej warstwy podkładowej 50 według fig. 6 i 7 odnosi się do elastycznego materiału kompozytowego, który rozciąga się tylko w kierunku poprzecznym 84 do kierunku maszynowego. W pewnych dziedzinach potrzebne są wielokierunkowe elastyczne materiały kompozytowe takie, które są elastyczne, na przykład, zarówno w kierunku maszynowym 66 jak i w kierunku poprzecznym 84 do kierunku maszynowego. Na fig. 8-10 pokazano sposób drukowania, na tego typu wielokierunkowych elastycznych materiałach kompozytowych. Na fig. 8 widać zewnętrzną warstwę podkładową 50 w stanie luźnym, nie skurczonym z nadrukowanym na nim półtonowym elementem graficznym 100. Na fig. 9 widać zewnętrzną warstwę podkładową 50 po wydłużeniu w kierunku maszynowym 66. Po wydłużeniu w kierunku maszynowym 66, zewnętrzną warstwę podkładową 50 spaja się z wydłużoną warstwą elastyczną 52. Po zluzowaniu wydłużonej warstwy elastycznej 52 zewnętrzna warstwa podkładowa 50 kurczy się w kierunku maszynowym 66, jak widać na fig. 10. Zatem zewnętrzna warstwa podkładowa 50 z fig. 10 jest elastyczna zarówno w kierunku maszynowym 66 jak i w kierunku poprzecznym 84 do kierunku maszynowego.

Szerokość 98 nadrukowanego półtonowego 'elementu graficznego 100 (fig. 8) oraz jego długość 78 wyznacza się z następujących zależności:

a1 = (C/D) (a) gdzie:

C - początkowa szerokość 92 zewnętrznej warstwy podkładowej w stanie nie skurczonym,

D - końcowa szerokość 88 zewnętrznej warstwy podkładowej 50 w stanie skurczonym, a - końcowa szerokość 90 pełnotonowego elementu graficznego, a1 - szerokość 98 nadrukowanego półtonowego elementu graficznego. b1 = (X=f)(b) gdzie:

Y - końcowa długość Ί2 zewnętrznej w-arstwy podkładowej 5(0 w stanie skurczonym, b - końcowa długość 76 pełnotonowego elementu graficznego, b1 - długość 78 nadrukowanego półtonowego elementu graficznego.

W przypadku drukowania na podłożu o małej gramaturze farbą drukarską w odpowiedniej ilości do utworzenia pożądanej grafiki pełnotonowej, część farby może przeniknąć na wskroś materiału i osiąść na powierzchni urządzenia drukującego. Zjawisko to określa się mianem „przenikania na wskroś”, a jego skutkiem jest gromadzenie się farby drukarskiej na urządzeniu drukującym. Materiał jest materiałem o „małej gramaturze” jeżeli wykazuje

181 130 naturalną skłonność do przepuszczania farby drukarskiej na wskroś. Skłonność ta może wynikać z dużej liczby małych pustych przestrzeni w materiale, albo z małej liczby dużych pustych przestrzeni. Podłoża z włóknin uważa się za materiały o małej gramaturze, jeżeli jest ona równa lub mniejsza niż około 20 gramów na metr kwadratowy.

Skutkiem takiego przenikania farby na wskroś i jej gromadzenia się jest niska jakość druku na podłożu, przenikanie farby drukarskiej na spodnią powierzchnię podłoża, oraz słaba sprawność eksploatacyjna ze względu na konieczność zatrzymywania maszyny w celu usunięcia z niej nagromadzonej farby drukarskiej. Przenikanie farby drukarskiej na wskroś może również być przyczyną niepożądanych efektów graficznych na podłożu, takich jak rozmazanie kolorów, nieostrość obrazu, asynchronizacja pozycyjna obrazów lub podobne. Tego typu niepożądane efekty nie są dobrze odbierane przez użytkowników i dają wrażenie złej jakości i parametrów technicznych wyrobu. Wynalazek w zasadzie eliminuje ten problem dzięki temu, że stosuje się w nim mniejszą ilość farby drukarskiej do drukowania grafiki półtonowej. Dzięki mniejszej ilości używanej farby drukarskiej w zasadzie wyeliminowano jej przenikanie na wskroś.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku stosuje się drukowanie techniką fleksograficzną zapewniającą prawidłową równowagę pomiędzy efektami ekonomicznymi, dużą prędkością i wysokąjakością druku. Drukowanie techniką fleksograficznąnadaje się zwłaszcza do drukowania na materiałach włókninowych, ponieważ nałożenie cienkiej warstwy odpowiedniej farby drukarskiej umożliwia zachowanie naturalnej miękkości materiału w dotyku.

Fleksografia jest techniką drukowania, w której farbę drukarską lub farby drukarskie nanosi się na podłoże za pomocą giętkich, wypukłych płyt kauczukowych lub fotopolimerowych. Korzystnie stosuje się trawione oraz laserowo wulkanizowane cylindry kauczukowe, albo kauczukowe płyty drukarskie. Kauczukowe płyty drukarskie mogą być wykonane z naturalnego kauczuku, kauczuku etylenowo-propylenowego (EPDM), tworzyw nitrytowych lub uretanowych.

Innymi technikami drukarskimi odpowiednimi do stosowania w sposobie według wynalazku jest technika rotograwiurowa, w której stosuje się deseniowe walce drukarskie, oraz drukowanie strumieniowe, w którym kropelki farby drukarskiej odchyla się za pomocą ładunku elektrostatycznego.

Jak wspomniano, wynalazek zapewnia półtonową, technikę drukowania w stanie wydłużonym, zmniejszającą w znaczący sposób przenikanie farby drukarskiej na wskroś, a tym samym jej gromadzenie na urządzeniu drukującym, z równoczesnym zapewnieniem wyraźnych, żywych elementów graficznych wynikających z drukowania grafiki półtonowej, którą następnie kurczy się do grafiki pełnotonowej.

Wynalazek opisano jako zalecany przykład realizacji, ale rozumie się samo przez się, że można go nadal modyfikować. W związku z tym niniejsze zgłoszenie ma obejmować wszelkie zmiany, rozwiązania równoważne, zastosowania lub adaptacje wynalazku oparte na jego generalnych zasadach, w tym takie odstępstwa od niniejszego odkrycia, jakie mogą pojawić się w znanych lub powszechnych praktykach w tej dziedzinie techniki, jakiej wynalazek dotyczy, i które mogą objąć załączone zastrzeżenia patentowe.

181 130

FIG. 4

FIG. 5

181 130

~\

FIG. 6

FIG. 7

181 130

FIG. 8

FIG. 10

181 130

Z²⁰

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania elastycznego podłoża z pełnotonowymi elementami graficznymi, polegający na drukowaniu elementów graficznych na wierzchniej powierzchni elastycznego podłoża zawierającego nieelastyczną zewnętrzną warstwę podkładową i warstwę elastyczną, znamienny tym, że elementy graficzne drukuje się na przemieszczanej ciągłej nieelastycznej zewnętrznej warstwie podkładowej (50) poprzez nakładanie farby drukarskiej na całą powierzchnię elementu graficznego w ilości dobranej do wytworzenia na niej półtonowych elementów graficznych (64, 94, 100), a następnie, po zadrukowaniu zewnętrznej warstwy podkładowej (50) tymi półtonowymi elementami graficznymi marszczy się zewnętrzną warstwę podkładową (50) z półtonowymi elementami graficznymi (64, 94,100), poprzez łączenie warstwy podkładowej (50) z warstwą elastyczną (52) elastycznego podłoża (48), przy czym kurczy się półtonowe elementy graficzne (64, 94,100) do pełnotonowych elementów graficznych (68, 96).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako elastyczną warstwę (52) stosuje się arkusz materiału elastycznego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako elastyczną warstwę (52) stosuje się wiele nitek materiału elastycznego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drukuje się półtonowe elementy graficzne (64, 94,100) za pomocą techniki fleksograficznej.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drukuje się półtonowe elementy graficzne (64, 94,100) za pomocą techniki rotograwiurowej.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drukuje się półtonowe elementy graficzne (64, 94,100) za pomocą techniki strumieniowej.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zewnętrzną warstwę podkładową (50) o gramaturze co najwyżej równej 20 gramów na metr kwadratowy.